带有汽包的气化炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及带有汽包的气化炉，包括壳体，设有进料口、煤气出口和出渣口，壳体外设有汽包；第一冷壁设于壳体内，第二冷壁设于第一冷壁和壳体壁之间，第一冷壁和第二冷壁上端的介质出口均穿过壳体壁与汽包的内部相连通；储液槽位于壳体底部，第一冷壁下部连接有隔离筒，隔离筒下端浸于储液槽中，第一冷壁和第二冷壁下端的介质进口均与汽包连通，第一冷壁、隔离筒和储液槽围成壳体内的气化室，第一冷壁和第二冷壁间形成再冷却空间，第一冷壁上部的冷却管间具有可容气化产物通过的空隙，煤气出口与再冷却空间相连通。该装置可充分冷却气化产物，有效分离去除杂质，提高煤气的品质，同时再利用气化冷却过程中产生的水蒸汽。
【专利说明】带有汽包的气化炉
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种外部带有汽包结构的气化炉，属于气化【技术领域】。
【背景技术】
[0002]煤气化是现有煤化工领域的一种煤加工的方式，其是以煤为原料，氧气、水蒸汽等气体作为气化剂，在高温下通过化学反应将煤中的可燃部分转化为气体燃料或合成气的过程，煤气化的直接产物主要有一氧化碳、二氧化碳、氢气和少量的甲烷，其余为熔渣和未反应的碳。
[0003]气流床气化是煤气化的一种重要形式，指粉状或流体状气化原料和气化剂经烧嘴或燃烧器夹带并流送入气化炉，在气化炉内进行充分混合、燃烧和气化的过程，由于气化炉内的气固速度差小，气体夹带固体几乎以相同速度同向运动，因此称为气流床气化。
[0004]具有代表性的气流床气化炉主要有K-T气化炉、Prenf 1气化炉、Texaco气化炉和Shell气化炉。K-T气化炉是第一代气流床气化炉，Prenflo气化炉采用盘管式炉胆，废热锅炉设置在气化设备顶部，与气化设备一体连接，在气化设备内激冷后的煤气直接进入废热锅炉中处理。Texaco气化炉采用冷壁式结构，并且气化室与激冷室为两段式连接，煤料喷入气化室内受高温作用生成湿煤气、熔渣和未反应的碳，生成物流动进入底部的激冷室，熔渣和碳经排渣系统定时排放，湿煤气进入后系统进行净化。Shell气化炉采用膜式炉胆，其结构如中国专利文献CN102128852A公开了一种SHELL煤炭气化炉，包括压力壳，内部气压为7-70bar，底部设有用于排放炉渣和水的排出口。压力壳内设有由气化器壁围成的气化室，气化器壁为用于循环冷却流体的膜式壁结构。气化室上方设有燃烧器，其内部设有4个喷嘴，用于向气化室内输送原料。气化器壁底部为会聚壁部分，会聚壁部分会形成排渣口，排渣口下方设有与会聚壁部分衔接的自由落体轨道，自由落体轨道下方设有内置淬火液的渣池，渣池底端形成漏斗与排出口连通，渣池与自由落体轨道之间设有若干喷洒环，将小颗粒炉渣沉降至渣池底部而排出。同时自由落体轨道避免不仅包括允许冷却流体通过的膜式壁结构，还在其内侧设置了耐火材料。从燃烧室出来的物料沿气化器壁流动，气化器壁上形成炉渣，尤其在会聚壁部分形成炉渣层，在气化装置运行时，大量的炉渣会从排渣口落入渣池内部。
[0005]采用上述技术的SHELL气化炉可以在进行煤炭气化的同时进行气化产物的冷却；但是上述SHELL气化炉气化产物沿膜式壁结构流动冷却时容易发生冷却不充分的问题，进而容易导致气化产物分离效果不佳的问题。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中SHELL气化炉气化产物沿膜式壁结构流动无法进行充分冷却，因而容易导致气化产物冷却分离效果不佳的问题；进而提出一种可有效冷却、分离气化产物的气化炉。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种带有汽包的气化炉，包括[0008]壳体，设有进料口和煤气出口，底部设有出渣口 ；
[0009]第一冷壁，设置于所述壳体内，所述第一冷壁的上端与所述壳体的上部相连接，下端为自由端；
[0010]储液槽，设置于所述壳体内底部，所述出渣口与储液槽内部相连通；
[0011]隔离筒，所述第一冷壁下部与所述隔离筒的上部相连接，所述隔离筒的下端浸入所述储液槽中；
[0012]所述壳体、第一冷壁、隔离筒和储液槽围成位于所述壳体内的气化室，所述进料口经所述第一冷壁与所述气化室相连通；
[0013]第二冷壁，设置于所述第一冷壁和壳体壁之间，所述第二冷壁的上端与所述壳体的上部相连接，下端为自由端，所述第一冷壁和第二冷壁间形成再冷却空间；
[0014]所述第一冷壁上部的冷却管间具有空隙，用于使气化产物由所述气化室进入所述再冷却空间内，所述煤气出口经所述第二冷壁与所述再冷却空间相连通；
[0015]汽包，设置于所述壳体之外，所述第一冷壁的介质出口和第二冷壁的介质出口穿过壳体壁与所述汽包内部相连通。
[0016]所述第一冷壁的上端与所述壳体的顶部相连接，所述第二冷壁的上端与所述壳体的顶部相连接。
[0017]所述第一冷壁下端的介质进口与所述汽包的内部相连通。
[0018]所述第一冷壁的下端设置有第一联箱和第一下降管，所述第一冷壁下端的介质进口通过所述第一联箱和第一下降管与所述汽包内部相连通。
[0019]所述第二冷壁下端的介质进口与所述汽包的内部相连通。
[0020]所述第二冷壁的下端设置有第二联箱和第二下降管，所述第二冷壁下端的介质进口通过所述第二联箱和第二下降管与所述汽包内部相连通。
[0021]还包括由上至下渐缩的冷壁缩口，设置于所述第一冷壁的下部，所述隔离筒的上端通过所述冷壁缩口与第一冷壁的下部相连接，所述冷壁缩口为盘管结构。
[0022]所述煤气出口高于所述进料口。
[0023]所述进料口位于所述壳体的下部，所述煤气出口位于所述壳体的中部。
[0024]形成所述第一冷壁和第二冷壁的冷却管为列管结构。
[0025]本实用新型与现有技术方案相比具有以下有益效果:
[0026]( I)本实用新型所述带有汽包的气化炉，原料在气化室内气化后，气化产物沿第一冷壁冷却，固体残渣和冷凝水沿第一冷壁落入储液槽中，未冷凝的气化产物上升并由第一冷壁上部冷却管间的空隙进入再冷却空间中；之后，未冷凝的气化产物沿第二冷壁继续冷却，最终冷却后的煤气由煤气出口排出。本实用新型中气化产物经内外两层冷壁充分冷却，并通过第一冷壁上部空隙处和煤气出口处的两次折流作用可有效除去气化产物中的杂质，提高煤气的品质。避免了现有技术SHELL气化炉气化产物无法进行充分冷却、分离效果不佳的问题。
[0027]此外，本实用新型所述气化炉使第一冷壁的上端、第二冷壁的上端与壳体上部连接，同时保持第一冷壁的下端和第二冷壁的下端为自由端，这样可以在第一冷壁和第二冷壁发生热胀冷缩时根据需要自由调整冷壁的高度，避免冷壁胀缩产生的应力损坏设备；而且，将第一冷壁的下部连接上隔离筒，并将隔离筒的下端浸入储液槽中可以使气化室和再冷却空间相隔离开，以有效利用换热面提高气化产物的冷却效果。第一冷壁的介质出口和第二冷壁的介质出口与壳体之外的汽包内部相连通，可以将使用过的高温冷却介质直接送入汽包中进一步分离、利用。
[0028](2)本实用新型所述带有汽包的气化炉，所述第一冷壁的上端与所述壳体的顶部相连接，所述第二冷壁的上端与所述壳体的顶部相连接。壳体顶部能够为第一冷壁和第二冷壁提供支撑力。
[0029](3)本实用新型所述带有汽包的气化炉，所述第一冷壁下端的介质进口与所述汽包的内部相连通。所述第二冷壁下端的介质进口与所述汽包的内部相连通。冷却介质在汽包经过气液分离后，液体循环进入第一冷壁和第二冷壁与汽包，从而形成冷却介质在两冷壁和汽包间的循环。优选所述第一冷壁的下端设置有第一联箱和第一下降管，所述第一冷壁下端的介质进口通过所述第一联箱和第一下降管与所述汽包内部相连通，所述第二冷壁的下端设置有第二联箱和第二下降管，所述第二冷壁下端的介质进口通过所述第二联箱和第二下降管与所述汽包内部相连通。第一联箱与第一冷壁所有冷却管下端的介质进口相连通，因此第一联箱可作为第一冷壁介质的总进口，汽包中的介质进入第一联箱后再分配进入第一冷壁的各冷却管中，同理，第二联箱为第二冷壁中介质的总进口，汽包中的介质进入第二联箱后再分配进入第二冷壁的各冷却管中。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]为了使本实用新型的内容更容易被理解，本实用新型结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的内容进行进一步的说明；
[0031]图1为本实用新型所述气化炉的结构示意图；
[0032]其中附图标记为:1-壳体，2-进料口，3-煤气出口，4-出渣口，5-第一水冷壁，6-储液槽，7-气化室，8-第二水冷壁，9-再冷却空间，10-汽包，11-隔离筒，12-第一联箱，13-第二联箱，14-冷壁缩口。
【具体实施方式】
[0033]本实用新型所述气化炉包括壳体I，设有进料口 2和煤气出口 3，底部设有出渣口4，在本实施例中，所述煤气出口 3高于所述进料口 2。优选所述进料口 2位于所述壳体I的下部，所述煤气出口 3位于所述壳体I的中部；第一冷壁，设置于所述壳体I内，所述第一冷壁的上端与所述壳体I的上部相连接，在本实施例中，所述第一冷壁的上端与所述壳体I的顶部相连接，形成所述第一冷壁的冷却管为列管结构，冷却介质为水即所述第一冷壁为第一水冷壁5 ;储液槽6，设置于所述壳体I内底部，所述出渣口 4与储液槽6内部相连通；隔离筒11，所述第一冷壁下部与所述隔离筒11的上部相连接，所述隔离筒11的下端浸入所述储液槽6中；所述壳体1、第一冷壁、隔离筒11和储液槽6围成位于所述壳体I内的气化室7，所述进料口 2通过所述第一冷壁与所述气化室7相连通；第二冷壁，设置于所述第一冷壁和壳体I壁之间，所述第二冷壁的上端与所述壳体I的上部相连接，所述第一冷壁和第二冷壁间形成再冷却空间9，所述隔离筒11的作用是将气化室7与再冷却空间9相隔离开，并使灰渣经过隔离筒11落入储液槽6中。在本实施例中，所述第二冷壁的上端与所述壳体I的顶部相连接，形成所述第二冷壁的冷却管为列管结构，冷却介质为水即所述第二冷壁为第二水冷壁8 ;所述第一冷壁上部的冷却管间具有空隙，用于使气化产物由所述气化室7进入所述再冷却空间9内；所述煤气出口 3通过所述第二冷壁与所述再冷却空间9相连通；汽包10，设置于所述壳体I之外，所述第一冷壁的介质出口和第二冷壁的介质出口穿过壳体I壁与所述汽包10内部相连通，在本实施例中，所述第一冷壁的介质出口位于所述第一冷壁的上端，所述第二冷壁的介质出口位于所述第二冷壁的上端。
[0034]上述气化炉使用过程为:由进料口 2进入的原料在气化室7内点燃气化，气化产物经过第一水冷壁5冷却，熔融的残渣沿冷壁和冷壁缩口 14经过隔离筒11落入储液槽6中，气化产物上升并由第一水冷壁5上部冷却管间的空隙进入再冷却空间9中，进一步冷却，第一冷壁空隙处的折流作用和煤气出口 3处的折流作用使气化产物能够实现气灰分离，最后经内外两层水冷壁充分冷却后的煤气由煤气出口 3排出；第一水冷壁5的上端、第二水冷壁8的上端与设置在壳体I上部的汽包10连接，同时保持第一水冷壁5的下端和第二水冷壁8的下端为自由端，这样可以在第一水冷壁5和第二水冷壁8发生热胀冷缩时根据需要自由调整水冷壁的高度，将第一冷壁下部连接上隔离筒11，并将隔离筒11的下端浸入储液槽6中可以使气化室7和再冷却空间9相隔离开，以提高气化产物的冷却、分离效果。
[0035]在上述基础上，作为可变化的实施方式，如图1所示，所述第一冷壁下端的介质进口与所述汽包10的内部相连通。所述第二冷壁下端的介质进口与所述汽包10的内部相连通，水冷壁产生的气水混合物进入汽包10经分离后，蒸汽排出汽包10进行综合利用，水分别进入两水冷壁下端的介质进口，循环进入第一水冷壁5和第二水冷壁8中继续使用；在本实施例中，所述第一冷壁的下端设置有第一联箱12和第一下降管，所述第一冷壁下端的介质进口通过所述第一联箱12和第一下降管与所述汽包10内部相连通，所述第二冷壁的下端设置有第二联箱13和第二下降管，所述第二冷壁下端的介质进口通过所述第二联箱13和第二下降管与所述汽包10内部相连通(图中未画出)。第一联箱12与第一冷壁所有列管下端的介质进口相连通，因此第一联箱12的入口可作为第一冷壁介质的总进口，汽包10中的介质通过第一下降管进入第一联箱12后的入口再分配进入第一冷壁的各列管中，同理，第二联箱13的入口为第二冷壁中介质的总进口，汽包10中的介质通过第二下降管进入第二联箱13的入口后再分配进入第二冷壁的各列管中。冷壁缩口 14设置于所述第一冷壁的下部、所述第一联箱12的上方，所述冷壁缩口 14上端的阔口与第一冷壁下部列管的侧壁相连接，所述隔离筒11的上端与所述冷壁缩口 14的下端相连接，所述隔离筒11的上端通过所述冷壁缩口 14与第一冷壁的下部相连接，所述冷壁缩口 14为盘管结构。
[0036]虽然本实用新型已经通过上述具体实施例对其进行了详细的阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本实用新型所要保护的范围。
【权利要求】
1.一种带有汽包的气化炉，包括 壳体(I)，设有进料口( 2 )和煤气出口( 3 )，底部设有出渣口( 4 ); 第一冷壁，设置于所述壳体(I)内，所述第一冷壁的上端与所述壳体(I)的上部相连接，下端为自由端； 储液槽(6)，设置于所述壳体(I)内底部，所述出渣口(4)与储液槽(6)内部相连通；隔离筒(11 )，所述第一冷壁下部与所述隔离筒(11)的上部相连接，所述隔离筒(11)的下端浸入所述储液槽(6)中； 所述壳体(I)、第一冷壁、隔离筒(11)和储液槽(6)围成位于所述壳体(I)内的气化室(7)，所述进料口(2)经所述第一冷壁与所述气化室(7)相连通； 其特征在于， 第二冷壁，设置于所述第一冷壁和壳体(I)壁之间，所述第二冷壁的上端与所述壳体(O的上部相连接，下端为自由端，所述第一冷壁和第二冷壁间形成再冷却空间(9)； 所述第一冷壁上部的冷却管间具有空隙，用于使气化产物由所述气化室(7)进入所述再冷却空间(9)内，所述煤气出口(3)经所述第二冷壁与所述再冷却空间(9)相连通； 汽包(10)，设置于所述壳体(I)之外，所述第一冷壁的介质出口和第二冷壁的介质出口穿过壳体(I)壁与所述汽包(10)内部相连通。
2.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述第一冷壁的上端与所述壳体(I)的顶部相连接，所述第二冷壁的上端与所述壳体(I)的顶部相连接。
3.根据权利要求1或2所述的气化炉，其特征在于，所述第一冷壁下端的介质进口与所述汽包(10)的内部相连通。
4.根据权利要求3所述的气化炉，其特征在于，所述第一冷壁的下端设置有第一联箱(12)和第一下降管，所述第一冷壁下端的介质进口通过所述第一联箱(12)和第一下降管与所述汽包(10)内部相连通。
5.根据权利要求1或2或4所述的气化炉，其特征在于，所述第二冷壁下端的介质进口与所述汽包(10)的内部相连通。
6.根据权利要求5所述的气化炉，其特征在于，所述第二冷壁的下端设置有第二联箱(13)和第二下降管，所述第二冷壁下端的介质进口通过所述第二联箱(13)和第二下降管与所述汽包(10)内部相连通。
7.根据权利要求1或2或4或6所述的气化炉，其特征在于，还包括由上至下渐缩的冷壁缩口(14)，设置于所述第一冷壁的下部，所述隔离筒(11)的上端通过所述冷壁缩口(14)与第一冷壁的下部相连接，所述冷壁缩口(14)为盘管结构。
8.根据权利要求7所述的气化炉，其特征在于，所述煤气出口(3)高于所述进料口(2)。
9.根据权利要求8所述的气化炉，其特征在于，所述进料口(2)位于所述壳体(I)的下部，所述煤气出口( 3 )位于所述壳体(I)的中部。
10.根据权利要求1或2或4或6或8或9所述的气化炉，其特征在于，形成所述第一冷壁和第二冷壁的冷却管为列管结构。
【文档编号】C10J3/48GK203559023SQ201320651991
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】井口宪二, 坂脇弘二 申请人:任相坤